Untersuchung der Verwertungsmöglichkeiten von verfügbaren Reststoffen aus dem landwirtschaftlichen Anbau von regionalen Einjahrespflanzen bei der Papier-, Pappe- und Compositeherstellung

Förderprogramm

Das Projekt wurde im Rahmen der „Grünen Technologiewerkstatt Hof“ durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. 

Hintergrund

In Europa fallen jedes Jahr viele Tonnen ungenutzter Rest- und Abfallstoffe aus der Landwirtschaft an. Das Potenzial solcher Reststoffe wurde bisher noch nicht ausreichend genutzt. Viele der anfallenden Rest- und Abfallstoffe der Landwirtschaft wurden bis heute noch nicht ausreichend analysiert und bewertet, um entscheiden zu können, ob eine Weiterverarbeitung zu einem Papier, einer Pappe oder einem Composite für diese Materialien möglich ist. Für als geeignet bewertete Rest- und Abfallstoffe müssen jeweils anwendungsspezifische Verarbeitungstechniken und Mischungen zur Verarbeitung gefunden werden, um optimale Eigenschaften des Produktes erreichen zu können. Hierzu zählt die Analyse und Bewertung geeigneter biogener Additive, Bindemittel und Zusatzstoffe, welche den bereits bearbeiteten Rest- und Abfallstoffen hinzugegeben werden.

Abb. 1: Vergrößerte Ansicht eines Lieschblatts der Maispflanze

Zielsetzung

Ziel war es, durch die Recherche zu geeigneten biogenen Reststoffen, speziell der Einjahrespflanze Mais, und der Identifikation und Erprobung von Techniken und Verfahren zur Verarbeitung der Reststoffe, inklusive Einsatz möglicher Zusatzstoffe, neue Lösungen zu finden. Zudem sollten neue Techniken zur Verwertung, Erzeugung und zum Nutzbarmachen von in Europa verfügbaren Reststoffen von Einjahrespflanzen bei der Papier-, Pappe-und Compositeherstellung gefunden werden.

 

 

 

Abb. 2: Vergrößerter Querschnitt einer Maisspindel

Ergebnisse

Nach vorheriger Recherche zu den Reststoffen der Maispflanze durch beide Projektpartner hatten sich die Lieschblätter als am geeignetsten herausgestellt. Dies liegt daran, da diese natürlichen Fasern aus Cellulose und anderen organischen Bestandteilen enthalten welche eine verstärkende Wirkung haben. Somit können die Lieschblätter selbst schon als Composite bezeichnet werden.
Gemeinsam wurden verschiedene biogene Bindemittel getestet um die Lieschblätter unter einander zu verbinden, damit ein dickerer und somit stärkerer Composite entsteht. Hierfür wurden pflanzliche Stärke aus Mais und Kartoffeln, sowie pflanzliche Proteine aus Weizen und Soja und reines Wasser verwendet. Mit dem reinen Wasser wurde versucht die bereits in den Blättern vorhandene Stärke zu aktivieren und die Blätter zu verbinden. Beim Herstellungsprozess der Composites aus den Lieschblättern wurden verschiedene Verfahren getestet. Am geeignetsten waren hier die Verfahren des Pressens zwischen zwei beheizten Metallplatten. In Abhängigkeit des Bindemittels wurden verschiedene Prozessparameter variiert um die besten Ergebnisse erzielen zu können. Damit die circa 1.0mm starken Composites verglichen werden konnten, wurden Zugversuche durchgeführt und die Spannungs-Dehnungs-Kurven ermittelt. Anhand dieser Daten konnten Prozessparameter optimiert und angepasst werden. 
Nach der Auswertung der verschiedenen Composites wurde sich auf das Bindemittel auf Stärkebasis geeinigt, da sich dieses als am besten geeignet herausgestellt hatte. Hierfür werden neben den Spannungs-Dehnungs-Diagrammen noch andere Faktoren, wie Herstellungs-/Prozessparameter, sowie die Wirtschaftlichkeit und qualitativ die Oberflächenbeschaffenheit mit einbezogen.

Kontakt

Prof. Dr. Robert Honke | University of Applied Science Hof

Prof. Dr. Robert Honke

Ingenieurwissenschaften
Wirtschaftsingenieurwesen

Hochschule Hof
Alfons-Goppel-Platz 1
95028 Hof

Raum: C 117
Fon: +49 (0) 9281 / 409 4620
Fax: +49 (0) 9281 / 409 55 4620
E-Mail: robert.honke@hof-university.LÖSCHEN.de

 Johannes Thüroff | University of Applied Science Hof

Johannes Thüroff

Institut für Wasser- und Energiemanagement (iwe)
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Hochschule Hof
Alfons-Goppel-Platz 1
95028 Hof

Raum: C 046
Fon: +49 (0) 9281 / 409 4587
Fax: +49 (0) 9281 / 409 55 4587
E-Mail: johannes.thueroff.2@hof-university.LÖSCHEN.de

 

Standorte

Corner

Campus Hof

Alfons-Goppel-Platz-1
95028 Hof

Fon: +49 (0) 9281 / 409 3000

Campus Münchberg

Kulmbacher Str. 76
95213 Münchberg

Fon: +49 (0) 9281 / 409 8000

Campus Kronach

Kulmbacher Straße 11
96317 Kronach

Fon: +49 (0) 9281 / 409 3000

Campus Selb

Spiegelhaus
Wittelsbacher Str.41
95100 Selb
Fon: +49 (0) 9281 / 409 3000